Ak v našom vesmíre číhajú červie diery, takto ich môžeme nájsť

(KTSDesign/Science Photo Library/Getty Images)

Alberta Einsteina teória všeobecnej relativity hlboko zmenil naše myslenie o základných pojmoch fyziky, ako je priestor a čas. Ale zanechalo v nás aj niekoľko hlbokých tajomstiev.

Jeden bol čierne diery , ktoré boli len jednoznačne zistené za posledných pár rokov. Ďalším boli „červí diery“ – mosty spájajúce rôzne body v časopriestore, teoreticky poskytujúce skratky pre vesmírnych cestovateľov.

Červí diery sú stále v oblasti fantázie. Niektorí vedci si však myslia, že ich čoskoro budeme môcť nájsť aj my. Počas niekoľkých posledných mesiacov niekoľko nových štúdií navrhlo zaujímavé cesty vpred.



Čierne diery a červie diery sú špeciálne typy riešení Einsteinove rovnice , vznikajúce, keď je štruktúra časopriestoru silne ohnutá gravitáciou. Napríklad, keď je hmota extrémne hustá, tkanivo časopriestoru sa môže tak zakriviť, že z neho nemôže uniknúť ani svetlo. Toto je čierna diera .

Keďže teória umožňuje, aby sa tkanina časopriestoru napínala a ohýbala, možno si predstaviť najrôznejšie možné konfigurácie.

V roku 1935 Einstein a fyzik Nathan Rosen popísané ako sa dajú spojiť dva listy časopriestoru a vytvoriť tak most medzi dvoma vesmírmi. Toto je jeden druh červej diery – a odvtedy sa vymyslelo mnoho ďalších.

Niektoré červie diery môžu byť „prechodné“, čo znamená, že ľudia nimi môžu cestovať. Na to by však museli byť dostatočne veľké a otvorené proti sile gravitácie, ktorá sa ich snaží uzavrieť. Vytlačenie časopriestoru týmto spôsobom by si vyžadovalo obrovské množstvo „negatívnej energie“.

Znie to ako sci-fi? Vieme, že negatívna energia existuje, malé množstvá už boli vyrobené v laboratóriu . Poznáme aj tú negatívnu energiu je za vesmírom zrýchlená expanzia.

Príroda teda možno našla spôsob, ako urobiť červie diery.

Pozorovanie červích dier na oblohe

Ako môžeme dokázať existenciu červích dier? V novom papieri, uverejnené v Mesačné oznámenia Kráľovskej spoločnosti Ruskí astronómovia naznačujú, že môžu existovať v strede niektorých veľmi jasných galaxií a navrhujú niekoľko pozorovaní na ich nájdenie.

To je založené na tom, čo by sa stalo, keby sa hmota vychádzajúca z jednej strany červej diery zrazila s hmotou, ktorá padala dovnútra. Výpočty ukazujú, že zrážka by viedla k veľkolepému zobrazeniu gama lúčov, ktoré by sme sa mohli pokúsiť pozorovať pomocou teleskopov.

Toto žiarenie by mohlo byť kľúčom k rozlíšeniu medzi červou dierou a čiernou dierou, o ktorých sa predtým predpokladalo, že sú zvonku nerozoznateľné. Čierne diery by však mali produkovať menej gama lúčov a vyvrhovať ich prúdom, zatiaľ čo žiarenie produkované červou dierou by bolo obmedzené na obrovskú guľu.

Hoci druh červej diery uvažovaný v tejto štúdii je priechodný, nebol by to príjemný výlet. Pretože by to bolo tak blízko stredu aktívnej galaxie, vysoké teploty by všetko spálili do chrumkava.

Ale to by nebol prípad všetkých červích dier, ako sú tie ďalej od galaktického centra.

Myšlienka, že galaxie môžu mať vo svojich centrách červie diery, nie je nová. Vezmime si prípad supermasívnej čiernej diery v srdci Mliečnej dráhy. Toto bolo objavené starostlivým sledovaním obežných dráh hviezd v blízkosti čiernej diery, čo je hlavný úspech, ktorý bol ocenený Nobelova cena za fyziku v roku 2020 .

Ale jeden nedávny dokument naznačil túto gravitačnú silu môže byť namiesto toho spôsobená červou dierou .

Na rozdiel od čiernej diery môže z červej diery „unikať“ určitá gravitácia z objektov umiestnených na druhej strane. Táto strašidelná gravitačná akcia by pridala malý kopček do pohybov hviezd v blízkosti galaktického centra. Podľa tejto štúdie by mal byť špecifický efekt merateľný pri pozorovaniach v blízkej budúcnosti, keď sa citlivosť našich prístrojov trochu zvýši.

Zhodou okolností ďalšia nedávna štúdia oznámila objav niektorých „zvláštne rádiové kruhy“ na oblohe . Tieto kruhy sú zvláštne, pretože sú obrovské a napriek tomu nie sú spojené so žiadnym viditeľným objektom. Zatiaľ sa vzpierajú akýmkoľvek konvenčným vysvetleniam, takže červie diery boli rozšírené ako možná príčina.

Plechovka s červami

Červí diery silne ovládajú našu kolektívnu predstavivosť. Svojím spôsobom sú rozkošnou formou úniku. Na rozdiel od čiernych dier, ktoré sú trochu desivé, pretože zachytávajú všetko, čo sa odváži, nám môžu červie diery umožniť cestovať do vzdialených miest rýchlejšie ako rýchlosť svetla.

V skutočnosti môžu dokonca byť stroje času , ktorý poskytuje spôsob, ako cestovať späť – ako navrhol neskorší Stephen Hawking vo svojej poslednej knihe.

Objavujú sa aj červie diery kvantová fyzika , ktorá vládne svetu atómov a častíc. Podľa kvantovej mechaniky môžu častice vyskočiť z prázdneho priestoru, aby o chvíľu neskôr zmizli.

Bolo to vidieť v nespočetných experimentoch. A ak môžu byť vytvorené častice, prečo nie červie diery?

Fyzici sa domnievajú, že červie diery mohli vzniknúť v ranom vesmíre z peny kvantových častíc, ktoré vyskakovali a zanikali. Niektoré z týchto „prvotných červích dier“ môžu existovať dodnes.

Ukázalo sa, že nedávne experimenty s „kvantovou teleportáciou“ – „beztelesným“ prenosom kvantových informácií z jedného miesta na druhé – fungujú strašidelne podobne ako dve čierne diery spojené cez červiu dieru .

Zdá sa, že tieto experimenty riešia „kvantový informačný paradox“, ktorý naznačuje, že fyzikálne informácie by mohli natrvalo zmiznúť v čiernej diere. Ale tiež odhaľujú hlboké spojenie medzi notoricky nekompatibilnými teóriami kvantovej fyziky a gravitácie – pričom červie diery sú relevantné pre obe – čo môže byť nápomocné pri konštrukcii 'teória všetkého' .

Skutočnosť, že červie diery zohrávajú úlohu v tomto fascinujúcom vývoji, pravdepodobne nezostane nepovšimnutá. Možno sme ich nevideli, ale určite by tam mohli byť. Dokonca nám môžu pomôcť pochopiť niektoré z najhlbších kozmických záhad, ako napr či je náš Vesmír jediný .

Andrea Font , docent astrofyziky, Liverpoolska univerzita Johna Mooresa .

Tento článok je znovu publikovaný z Konverzácia pod licenciou Creative Commons. Čítať pôvodný článok .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.